Frequenzsynthesizer und Mikrocomputer für das Autoradio Yamaha YX-9500. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Radioempfang

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Frequenzsynthesizer moderner Empfänger werden nach der PLL-Schaltung (in englischer Terminologie PLL - Phase Locked Loop) hergestellt. Die Prinzipien zum Aufbau solcher Systeme sind bekannt: Das Lokaloszillatorsignal wird nach der Frequenzteilung in Frequenz und Phase mit einem Referenzsignal verglichen, dessen Frequenz gleich dem Frequenzrasterschritt im ausgewählten Bereich ist. Das resultierende Fehlersignal ändert die lokale Oszillatorfrequenz, so dass sie gleich der Referenzfrequenz multipliziert mit dem Teilungsfaktor wird. Die Geschwindigkeit der Synthesizer der ersten Generation war unzureichend, daher wurden sie im VHF-Bereich in Verbindung mit einem externen Frequenzteiler verwendet. Der Funktionsumfang war extrem begrenzt.

Synthesizer der zweiten Generation werden bereits komplett auf einem einzigen Chip gefertigt. Sie umfassen einen Steuermikroprozessor und Speicherzellen für Einstellungen. Typischerweise werden 5–6 Speicherzellen in jedem der AM-Bänder und 10 bis 30 oder mehr im VHF-Band verwendet. Zellen im UKW-Bereich werden normalerweise zur einfacheren Verwendung in Gruppen eingeteilt. Um die Abstimmfrequenz in den Synthesizern der ersten Generation anzuzeigen, wurden LED-Anzeigen verwendet, dann wurde auf die Verwendung von Flüssigkristallbildschirmen (LCD-Display) mit Hintergrundbeleuchtung und Kathodolumineszenz-Anzeigen (in teuren Modellen) umgestellt. Der Wechsel des Frequenzrasters (europäischer oder amerikanischer Standard) erfolgte bisher über externe Jumper oder Schalter auf der Funkplatine, bei neuen Modellen erfolgt dieser Vorgang rein per Software über die Tastatur.

Neben der Steuerung der eigentlichen Abstimmfrequenz des Empfängers führt der Mikroprozessor des Frequenzsynthesizers auch eine Reihe von Servicefunktionen aus. Der Arbeitsalgorithmus und die Bezeichnung der Funktionen verschiedener Hersteller sind sehr unterschiedlich. Der übliche Funktionsumfang ist wie folgt: Bandwechsel (Band), manuelle Sendersuche (Manual Tuning) mit der Möglichkeit zum Speichern (Memory), automatische Sendersuche und Speicherung aller verfügbaren Sender (Auto Tuning, Auto Memory Store – AMS) oder Sender mit ein maximaler Signalpegel (Beststationsspeicher, BSM), automatisches Umschalten auf den nächsten Frequenzsender (Seek), Scannen von Speicherzellen vorwärts (Scan up) oder rückwärts (Scan down) mit Hören für 5-10 Sekunden. Außerdem wird automatisch die letzte Abstimmung auf jedem der Bänder gespeichert (bei Empfängern mit analoger Abstimmung war diese Funktion selbstverständlich).

Zu den Mikroprozessorfunktionen gehören auch Tastaturabtastung, Anzeige des Bereichs, Abstimmfrequenz, Speicherzellennummern, Empfänger- oder Tonbandgerät-Betriebsarten, deren Satz von Modell zu Modell ziemlich unterschiedlich sein kann, selbst bei den Produkten derselben Firma. Mit der Verbreitung digitaler Regler (Lautstärke, Balance, Klangfarbe) im Audiopfad wurde deren Steuerung dem Mikrocomputer des Frequenzsynthesizers anvertraut. Auch Bandlaufwerke mit logischer Steuerung und eine Reihe von externen Geräten werden von diesem Mikroprozessor bedient, was Anlass gibt, solche Steuerungssysteme als dritte Generation einzustufen.

Radiodatenübertragungssysteme (RDS), die in den letzten Jahren erschienen sind, verwenden dieselbe Anzeige und denselben Mikroprozessor, um Informationen anzuzeigen. Verkehrsmeldungen für Autofahrer, Wettervorhersage, Finanznachrichten und andere speicherbare Informationen werden übermittelt. Die Datendekodierung wird noch von einem separaten Gerät durchgeführt, aber es ist davon auszugehen, dass dessen Funktionen bald auch auf den Hauptmikroprozessor übertragen werden. Leider befindet sich dieses System in Russland noch in der Anfangsphase der Entwicklung.

Der automatische Abstimmungsalgorithmus für moderne Funkempfangspfade ist ungefähr gleich und unterscheidet sich nur in Details. Die Abstimmung erfolgt beispielsweise zunächst im Lokal-Empfangsmodus (Local) mit reduzierter Empfindlichkeit des Empfangspfades und erst dann im Fernbereichs-Empfangsmodus (DX). Einige moderne Empfänger können nach Sendern suchen, die bestimmte Programme ausstrahlen (Sport, Nachrichten, Musik bestimmter Genres). Leider senden heimische Radiosender noch keine Identifikationssignale aus, und die musikalische Vinaigrette auf Sendung trägt nicht zur Nutzung dieser Funktion bei. Der Prozessor stimmt den Empfänger in Reichweite ab, bis er ein Stoppsignal von ihm empfängt. Es wird durch das Zusammentreffen zweier Bedingungen erzeugt - Erfassen der Frequenz und Erreichen des angegebenen Pegels des ZF-Signals. Im VHF-Band erfolgt dies normalerweise unter Verwendung des Signals des stillen Abstimmsystems, das auf den meisten Mikroschaltkreisen verfügbar ist. Außerdem werden je nach ausgewähltem Algorithmus andere Bedingungen analysiert. Im VHF-Band können Sie beispielsweise zusätzlich zum Signalpegel das Vorhandensein und den Pegel des Pilottons steuern. Dann wird bei einem schwachen Signal der Stereo-Decoder in den Mono-Modus gezwungen. Wenn die Station die eingestellten Bedingungen erfüllt, wird ihre Frequenz im Speicher des Prozessors gespeichert.

Betrachten Sie als Beispiel den Frequenzsynthesizer und Steuermikrocomputer UPD1719G-014 des Yamaha YX-9500-Radiorecorders, der 1996 hergestellt wurde (Fig. 5). Diese Mikroschaltung ist inzwischen etwas veraltet, aber anhand ihres Beispiels lässt sich der Aufbau eines einfachen Frequenzsynthesizers und seine Wechselwirkung mit dem Funkempfangspfad leicht zerlegen.

Reis. 5 (zum Vergrößern anklicken)

Die Taktfrequenz des Mikroprozessors beträgt 4,5 MHz, stabilisiert durch einen Schwingquarz. Die meisten Ein- und Ausgänge der Mikroschaltung sind mit der Bedienung der Flüssigkristallanzeige und der Tastatur belegt, von denen 16 Tasten zu einer unvollständigen 6x4-Matrix kombiniert sind. Beim Umschalten in den Kassetten-Wiedergabebetrieb werden die Versorgungs- und Steuerspannungen vom Radio-Empfangspfad weggenommen, der Tastatur-Scan stoppt und es wird nur noch die Bandlaufrichtung angezeigt.

Abhängig von dem von der Tastatur ausgewählten Abstimmbereich liefert eine Reihe von Signalen an den Pins 12 und 13 über Schalter an bipolaren Transistoren (in der Abbildung nicht gezeigt) Strom an die entsprechenden Stufen des Empfängers. Das lokale Oszillatorsignal des AM-Pfades wird an Pin 5, der FM-Pfad - an Pin 6 angelegt. Das breitenmodulierte Signal zur Steuerung der Frequenz der lokalen Oszillatoren von Pin 3 wird dem Integrator zugeführt, der an den Transistoren VT4, VT5 hergestellt wird . Die Abstimmspannung für Varicaps wird vom Kondensator C1 genommen. Dieser Mikrocomputer schaltet während des Setup-Vorgangs nicht automatisch die Empfindlichkeit des Empfangspfads und den Stereomodus um; die Modi Local / DX und Mono-Stereo (nur für VHF) werden manuell umgeschaltet. Die entsprechenden Signale werden an den Pins 10 und 18 erzeugt. Beim Sendersuchlauf oder Umschalten von Festeinstellungen gibt der Mikrocomputer an Pin 14 ein Mute-Signal aus, das die elektronischen Tasten am UMZCH-Eingang steuert (in der Abbildung nicht dargestellt). An Pin 63 sind Stoppsignale für den FM-Pfad (vom Silent-Tuning-System) und den AM-Pfad aktiv. Zusätzlich wird eine Zwischenfrequenz vom AM-Pfad (Pin 16) empfangen. Stift 64 empfängt ein Signal vom Pilottondetektor des Stereodecoders, um den Stereoempfang anzuzeigen.

Mehrere Quellen werden verwendet, um den Mikroprozessor mit Energie zu versorgen. Erstens ist dies ein 3,6-Volt-Spannungsregler an einer VD20-Zenerdiode, von der der Mikroprozessor selbst im Betriebsmodus mit Strom versorgt wird. Zur Stromversorgung der Speicherzellen wurde eine stabilisierte Spannungsquelle von 5 Volt verwendet, die auf der Basis eines 78L05-Mikroleistungsspannungsreglers hergestellt wurde. Es wird ständig von der Autobatterie über die VD18-Diode mit Strom versorgt. Wenn Sie die Hauptbatterie entfernen, können Sie eine galvanische Batterie mit einer Spannung von 9-15 Volt über den VD19R13-Schaltkreis anschließen. Schließlich ist im Falle einer vollständigen Abschaltung der Stromquellen (abnehmbares Radio) ein Ionistor C8 mit einer Kapazität von 0,22 F vorgesehen, dessen gespeicherte Energie ausreicht, um die Speicherzellen 4-5 Tage lang mit Strom zu versorgen.

Autor: A. Shikhatov; Veröffentlichung: bluesmobile.com/shikhman

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